用于PCB布局的宽带布线技术制造技术

本申请涉及用于PCB布局的宽带布线技术。具体而言，本申请的一个方面提供了减少印刷电路板(PCB)上集成电路器件的管脚场区域中的单端信号的串扰量的技术。所述PCB可以包括多个层和过孔阵列，所述过孔阵列包括多个行，所述多个行被配置为跨层布线信号。所述PCB的内层可以包括定位在所述过孔的相邻的第一行和第二行之间的第一信号迹线和第二信号迹线，所述第一信号迹线与所述第一行相邻定位，并且所述第二信号迹线与所述第二行相邻定位。所述第一信号迹线可以包括绕所述第一行中的对应过孔的实质部分弯曲的至少一个弯曲段，使得所述第一信号迹线与所述第二信号迹线之间的间隙沿着所述弯曲段变化。着所述弯曲段变化。着所述弯曲段变化。

【技术实现步骤摘要】
用于PCB布局的宽带布线技术

技术介绍

[0001]本公开总体上涉及印刷电路板(PCB)上信号布线的设计。更具体地，本公开涉及PCB上集成电路器件的贯穿区域(escape region)内的宽带信号路径的布线技术。
附图说明
[0002]图1图示了从片上系统(SOC)器件的管脚场(pin field)过孔阵列贯穿的多个高速信号迹线。
[0003]图2图示了根据本申请的一个方面的布线穿过过孔阵列的多个高速信号迹线。
[0004]图3图示了根据本申请的一个方面的过孔反焊盘和信号迹线的放大视图。
[0005]图4图示了根据本申请的一个方面的信号迹线的对称布线。
[0006]图5图示了根据本申请的一个方面的信号迹线绕信号过孔和接地过孔的布线。
[0007]图6图示了根据本申请的一个方面的具有加宽段的信号迹线。
[0008]图7呈现了根据本申请的一个方面的图示了在PCB上设计贯穿布线的过程的流程图。
[0009]在这些附图中，相同的附图标记指代相同的附图元素。
具体实施方式
[0010]以下描述被呈现以使得本领域的任何技术人员能够制造和使用示例，并且在特定应用及其要求的上下文中被提供。对所公开示例的各种修改对于本领域技术人员来说将是清楚的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，本文定义的一般原理可以应用于其他示例和应用。因此，本公开的范围不限于所示示例，而旨在符合与本文公开的原理和特征一致的最大范围。
[0011]本公开提供了一种用于对从表面安装集成电路器件(诸如球栅阵列(BGA)封装或平面网格阵列(LGA)封装)贯穿的宽带单端信号迹线进行布线的解决方案。根据第一方面，一对单端信号迹线可以布置在集成电路器件的过孔阵列的相邻行之间。可以通过向这两个信号迹线中的一个信号迹线(例如，上信号迹线)增加额外长度来调节这两个单端信号迹线之间的间隔。更具体地，可以向相邻两个过孔反焊盘之间的每个位置处的信号迹线增加附加长度，使得该信号迹线远离该位置处的另一个信号迹线进行布线。该增加长度增大了信号迹线之间的间隙，从而减少了信号迹线之间的串扰。根据第二方面，可以向两个信号迹线增加附加长度以增大总体间隙，而不会导致这两个信号迹线之间存在显著的长度差异。根据第三方面，信号迹线可以更接近接地过孔布线，因为参考平面不具有过孔反焊盘。这可以增大与接地过孔相邻的位置处信号迹线之间的间隙，并且可以打破贯穿布线的重复性周期结构，从而进一步减少信号迹线之间的串扰量。此外，可以在相邻过孔反焊盘之间的位置处加宽信号迹线的宽度，以降低单端信号迹线的阻抗。
[0012]片上系统(SOC)技术的发展导致了高速输入/输出(I/O)通道数量的增加以及存储器通道数量的增加。一般来说，每一次较新一代SOC的信号数量都会增加。这可能导致SOC封
装尺寸增加，从而增加了SOC封装下PCB上管脚场区域中的信号路径长度，该SOC封装可以是BGA封装或LGA封装。
[0013]增加的路径长度会对沿着路径传播的信号、特别是高速信号的质量产生负面影响。例如，通常的SOC可以具有多个单端高速/宽带信号通道，诸如双倍数据速率4或5(DDR4或DDR5)存储器通道。注意，DDR5存储器通道可以支持每秒数千兆次(MT/s)的数据传输速率，这要求通道带宽远远超过3GHz。当多个(例如，两个)这种高速信号被彼此平行地布线，达到电学意义上的显著距离(例如，比信号的上升时间所经过的距离更长的距离)时，长耦合长度和相邻焊盘或过孔的影响会对信号质量产生不利影响，使串扰增加，并且频率依赖阻抗发生变化。
[0014]图1图示了贯穿SOC器件的管脚场过孔阵列的多个高速信号迹线。在图1中，示出了PCB 100的局部俯视图。PCB 100可以是多层PCB，并且可以包括安装在其表面上的多个器件，包括SOC器件102和存储器件104。SOC器件102和存储器件104可以通过多个单端高速信号迹线互连。SOC器件102可以是包括管脚阵列的BGA封装或LGA封装。注意，图1中仅示出了PCB 100的一部分。图1还示出了定位在SOC器件102下方的过孔阵列(例如，过孔106、108和110)。在PCB 100中包括过孔允许内部PCB信号布线层上的信号迹线(例如，迹线112和114)连接到SOC器件102的管脚/焊盘。过孔阵列的存在也使从SOC器件102的管脚场贯穿的信号迹线的布线变得复杂。更具体地，信号迹线必须在过孔的相邻行之间的间隔内布线，这被称为布线通道。如图1中所示，信号迹线112和114在过孔阵列的顶行与过孔阵列的第二行之间的通道中布线。
[0015]在图1中示出的示例中，过孔阵列以交错的方式布置，其中相邻行的过孔在位置上有所偏移。例如，过孔106和108处于同一行，过孔110处于相邻行，并且过孔110不是与过孔106或108对准，而是与过孔106和108之间的中点对准。注意，过孔阵列的模式与封装的接触管脚/焊盘的模式(图1中未示出)一致。交错的管脚/焊盘阵列使得管脚场的密度更紧密。与此同时，紧密布置的管脚/焊盘和过孔会使贯穿布线更具挑战性。与非交错阵列相比，布线通道的宽度(即，相邻两行之间的空间)可以小得多，这意味着每个通道中的一对单端信号迹线(例如，迹线112和114)之间的距离可以更小。
[0016]在图1中示出的示例中，每个布线通道中的一对信号迹线基本上是彼此平行延伸的，这可能会导致串扰量相当大。随着SOC器件102的尺寸的增加(例如，由于存储器通道计数的增加)，需要从SOC器件102的管脚场贯穿的信号迹线(例如，迹线112和114)的长度也会增加，从而导致这些相邻信号迹线之间的串扰增加。为了减少串扰，根据本申请的一个方面，布线通道中的信号迹线可以以不同于图1所示的方式进行布线。更具体地，除了使用相邻过孔行之间的空间之外，布线通道还可以使用同一行中相邻过孔之间的空白空间来对信号迹线进行布线。
[0017]图2图示了根据本申请的一个方面的通过过孔阵列布线的多个高速信号迹线。在图2中，特定的信号迹线层200可以包括多个信号迹线以及过孔反焊盘阵列。注意，术语“过孔反焊盘”通常指PCB的参考金属层上的空隙。为了保持信号完整性，信号迹线不应在参考平面上的空隙上方布线。由于该“阻进”区域可以由参考平面上对应过孔反焊盘的外径来定义，因此我们也可以使用术语“过孔反焊盘”来描述信号平面上由于存在过孔而导致信号迹线无法布线的区域。
[0018]图2示出了包括过孔反焊盘202和204的过孔反焊盘的阵列。注意，外圆定义了过孔反焊盘的外部边界，而内圆是过孔的实际孔。图2中未示出过孔焊盘。在图2中，多个反焊盘(例如，过孔反焊盘214)被示出为使用虚线圆来表示这些反焊盘的外部边界。这些虚线过孔反焊盘对应于接地过孔。我们使用虚线圆来标记绕接地过孔的、与信号过孔的过孔反焊盘区域类似的区域，因为接地过孔实际上在接地参考平面上不具有过孔反焊盘。然而，在图2中示出的示例中，对接地过孔(其为连接到接地平面的过孔)和信号过孔(其承载信号)以类似方式进行处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种印刷电路板PCB，包括：多个层；以及过孔阵列，所述过孔阵列包括多个行，所述多个行被配置为跨层连接信号；其中，内层包括定位在所述过孔的相邻的第一行和第二行之间的第一信号迹线和第二信号迹线，所述第一信号迹线与所述第一行相邻定位，并且所述第二信号迹线与所述第二行相邻定位；并且其中，所述第一信号迹线包括绕所述第一行中的对应过孔的实质部分弯曲的至少一个弯曲段，使得所述第一信号迹线与所述第二信号迹线之间的间隙沿着所述弯曲段变化。2.如权利要求1所述的PCB，其中，所述弯曲段沿着与对应过孔相关联的过孔反焊盘区域的周界的一部分弯曲。3.如权利要求2所述的PCB，其中，所述弯曲段沿着所述过孔反焊盘区域的所述周界的0％到50％弯曲。4.如权利要求2所述的PCB，其中，所述对应过孔是信号过孔，并且其中，所述信号过孔的所述过孔反焊盘区域对应于与所述第一信号迹线相关联的参考平面上的过孔反焊盘。5.如权利要求4所述的PCB，其中，所述对应过孔是接地过孔，并且其中，所述接地过孔的所述过孔反焊盘区域小于所述信号过孔的所述过孔反焊盘区域。6.如权利要求1所述的PCB，其中，所述第二信号迹线包括绕所述第二行中的对应过孔的实质部分弯曲的至少一个弯曲段。7.如权利要求6所述的PCB，其中，所述第二信号迹线的所述弯曲段沿着所述第二行中所述过孔反焊盘区域的所述周界的0％到40％弯曲。8.如权利要求1所述的PCB，其中，至少一个信号迹线在所述第一信号迹线与所述第二信号迹线之间的所述间隙增大的位置处包括加宽部分。9.如权利要求8所述的PCB，其中，所述加宽部分定位在同一行的相邻过孔之间。10.如权利要求1所述的PCB，进一步包括：片上系统(SOC)器件，所述片上系统器件包括耦合到所述过孔阵列的接触焊盘阵列。11.一种印刷电路板PCB的内层，包括：过孔阵列，所述过孔阵列包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：慧与发展有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：